EnglishGEMSIS-電離圏 (Ionosphere)
帰納的アプローチによる電離圏電場ポテンシャル分布の構築
磁気嵐時の電場ポテンシャル分布
SuperDARN短波レーダー網は、その高い時間分解能と広範な視野によって電離圏の広い領域のプラズマ流を観測することが可能です。この特徴を活かした電場ポテンシャル分布（宇宙天気図）の「瞬間値」がアメリカの研究グループによって提供されていますが、磁気嵐時に特徴的に現れる分布を表現することは困難です。この弱点を克服するため、中緯度のプラズマ流を観測できる北海道-陸別短波レーダーを活用した新しいモデリング手法の開発を進めました。結果は、地球電磁気・地球惑星圏学会講演会で発表されました。
電離圏電場ポテンシャル（宇宙天気図）を帰納的に求める手法を開発しています。北海道-陸別短波レーダーを含む短波レーダー網で得られた電離圏プラズマの流速データや地磁気データを与えて、磁気嵐時に特有の電場ポテンシャルを導出します。
さらに電離圏電場と電磁気的にカップリングしている内部・近尾部磁気圏領域の電場についても、主としてTHEMIS 衛星電場データを用いた観測的研究を行いました。この研究から、磁気嵐主相時の磁気圏では、共回転電場、SAPS電場、尾部弱電場などの異なる電場領域が実際に共存していることを、観測的に実証することができました。
磁気圏尾部の高速プラズマ流と電離圏対流との関係
地球磁気圏尾部で発生する高速プラズマ流が電離圏の電場・対流とどのように結合しているかについて、衛星観測とSuperDARN観測を組み合わせた解析を基に研究を行いました。結果として、高速流とオーロラの対応については従来の研究で指摘されているのと同様な関係が得られたのに対して、尾部高速流の電離圏電場・対流の徴候は過去の事例研究によって指摘されていたような単純なものではなく、ある緯度経度範囲でほぼ一様な対流が現れる場合と、逆にシア構造を持つ対流が誘起される場合があるということが分かりました。
惑星間空間磁場に対する電離圏対流の応答
惑星間空間磁場 (IMF) の南北成分の反転に敏感に反応して極域のグローバルな対流が発達・減衰すること (DP2 変動) が知られていますが、この時に誘起されるオーロラ帯・サブオーロラ帯の電離圏対流について詳細な研究を行い、非常に弱い南向きIMFでも領域2型沿磁力線電流を駆動するダイナモが形成され、IMF北転に伴ってそれに対応した対流構造が即座に電離圏に現れることが示されました。